还不明白再问一次变压器是否违反欧姆定理?

Question

为什么变压器电压变大后电流变小?
我知道是功率守恒,但是不解的是如果把变压器撇开单独看高压端那边,同一个电阻的电线2端的电压高了应该电流也大啊怎么解释?
欧姆定理是加在电阻两端的电压变大.电流也变大.这样说来不是违反欧姆定理自己打自己的嘴巴吗?

Answer 1

你这样认识这个问题:
我们平时所说的电阻是一种发热电阻,当电流通过时通过产生热量而使电流减小,相当与一根水管,我们把水管的内表面弄更粗糙,使水流变小.
而在变压器中,还存在一种对电流的阻力.这个阻力是由电磁场产生的,他不产生热量,只是产生了一个让电流反向流动的趋势.(这个趋势在变压过程中必然会产生,因为更大的电压就是这个电磁场产生的).这相当于将一跟水管竖直放置,让重力成为水的一种阻力.但是这个阻力是不会发热的.

欧姆定律在非电磁场中适用,因此在变压器中,电流电压并不符合欧姆定律.

谢谢

Answer 2

对楼主的困惑,高中学习时我也遇到过,不过已经弄明白了,现在说说我的理解:
首先变压器是没有违反欧姆定律的,欧姆定律适用于线性电路,对于非线性电路是不适用的.变压器属于线性器件,所以完全可以用欧姆定律来分析.
接下来我们要明白,变压器实质是一个阻抗变换元件,本身消耗的能量很小,理想变压器是不消耗能量的,即理想变压器的输入功率等于输出功率.
理解了这些,我们根据能量守恒定律来分析
对于理想升压变压器,由于输出电压高于输入电压,根据能量守恒,输入功率等于输出功率,即输入电压乘以输入电流等于输出电压乘以输出电流,由于输出电压高于输入电压,所以根据等式变形,我们可以推导出输入电流大于输出电流.从而我们可以得到结论升压变压器输入端的等效阻抗小于输出端的负载阻抗.理解到这里我们就可以解释楼主的困惑了.
楼主的困惑是为什么输出电压比输入电压高,输出电流反而比输入电流小?要知道,影响电流大小的量有2个,一个是电压,一个是阻抗R,没错,输出电压是比输入电压高,但是变压器经过阻抗变换,等效到输入端的阻抗却是小于输出端负载阻抗的,虽然输出电压高于输入电压,但是由于输出负载阻抗大于输入等效阻抗,所以输入电流大于输出电流也是不矛盾的.
上面分析的是理想升压变压器,对于降压变压器,分析方法也是相同的,只不过此时的输入等效阻抗大于输出负载阻抗,输入电流小于输出电流而已.

Answer 3

假设你只学到高中的电磁学，以我的能力不能几句话就说清这个问题。
这里我只说明这个问题的一个你可能没注意的方面，有时间的话可以详细的说说，不过近期肯定不行了。你可以问老师，也期待楼下接力
欧姆定律可以不成立吗？电磁学理论中最基础的（而且完备的）定律是 Maxwell的四个方程组（在高中课本中库仑定律和法拉第电磁感应定律大体上可以代替它们的作用） ；欧姆定律是什么呢？ 它是一类物体的导电性质，它可以通过简单的物质结构和电子运动模型推导出来（电子经历碰撞，在电场作用下匀加速，再碰撞，再加速，这样电子就有了一个正比于电场的平均速度，形成电流）
虽然如此，我们并不能说在这里欧姆定律就不成立了！因为我们使用的线圈没有变。
但是我们还应该注意到，定理的推导过程决定了定理的适用范围，材料方面不多说了，在推导中我们还使用了一个假设：即电场是稳定的！ 如果电场是不稳定的，那么电子就可能不再拥有那个稳定的平均速度，假设频率不是很高，由于电子很轻，忽略惯性，可以认为电子的速度仍正比于当时（瞬时）的电场，不过电压的概念已经不太好用了，这就是为什么我们把欧姆定律写成
j=aE(a是电导率）而不再写成U=IR的原因。。。

。。。。。

继续思考吧！不一定要想出来，但是很有趣！

提示你：你的观点是对的，欧姆定律（j=aE）是成立的，不过要注意E是什么E

还有，场的观点很重要！（你能理解为什么交流电可以沿着一个方向传播吗？
要注意在高频情况下，导线中可能中间“电势”最高，但是电流并没有从高电势处流到低电势处）

Answer 4

在高中的时候我也思考过这个问题，但后来想通了，我曾以为相对论还是错的呢。呵呵，你再想想看，变压器的两端的电压和电阻的两端的电压是不是混淆了，他们不是同一个东西，变压器的电压是加在螺旋线圈上的，而对电阻才使用欧某定律，而且你也知道功率守恒，将其结合起来就想通了

Answer 5

首先，应用欧姆定律的前提是中间不存在电与其他形式的能的转化的前提下。也就是他对应的是不做功电阻。而变压器却不能够满足这个前提，所以是不适用的。任何定理都有他适应的前提。不知道中学的教材有没有写明这个问题，在大学的物理课本裏面是有的。